Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR)
مقدمة: البكتيريا الجذرية المعززة لنمو النبات (PGPR)**
البكتيريا الجذرية المعززة لنمو النبات (PGPR) هي مجموعة من بكتيريا التربة المفيدة التي تستوطن منطقة الجذور - المنطقة المحيطة بجذور النباتات - وتعزز نموها وصحتها من خلال مجموعة متنوعة من الآليات المباشرة وغير المباشرة. تُعد هذه البكتيريا حليفًا أساسيًا في الزراعة المستدامة، حيث تساعد النباتات على النمو في الظروف الطبيعية والظروف المجهدة.
لا تُعتبر البكتيريا الجذرية المعززة لنمو النبات أساسية لتحسين إنتاجية المحاصيل فحسب، بل تُوفر أيضًا بديلاً صديقًا للبيئة للأسمدة والمبيدات الحشرية الكيميائية. إن قدرتها على التفاعل تكافليًا مع جذور النباتات تجعلها عناصر أساسية في النظم البيئية الطبيعية والمُدارة.
الميكروبات الجذرية المعززة لنمو النبات
10 عوامل متحكمة في ميكروبات الرايزوسفير
هندسة الرايزوسفير:القائد الجديد للزراعة وعلوم النبات
7فوائد للفطريات الجذرية(Mycorrhizae)
البكتيريا الجذرية المعززة لنمو النبات(PGPR): الدليل الشامل
### 🔬 1. **التعريف والطبيعة**
* PGPR هي **بكتيريا غير ممرضة، طبيعية** توجد في منطقة الجذور.
* تتفاعل بشكل وثيق مع جذور النباتات، وغالبًا ما تُشكل أغشية حيوية أو تلتصق بشعيرات الجذور.
* يمكن أن تكون **حرة المعيشة**، **تكافلية**، أو **داخلية** (داخل أنسجة النبات).
.البكتيريا الجذرية المعززة لنمو النبات
البكتيريا الجذرية المعززة لنمو النبات هي بكتيريا التربة التي تعيش حول أو على سطح الجذر وتشارك بشكل مباشر أو غير مباشر في تعزيز نمو النبات وتطوره من خلال إنتاج وإفراز مواد كيميائية تنظيمية مختلفة في محيط الجذور.
بشكل عام ، تسهل البكتيريا الجذرية نمو النبات بشكل مباشر ؛إما عن طريق المساعدة في اكتساب الموارد (النيتروجين والفوسفور والمعادن الأساسية) أو تعديل مستويات هرمون النبات ، أو بشكل غير مباشر عن طريق تقليل التأثيرات المثبطة لمختلف مسببات الأمراض على نمو النبات وتطوره في ظروف المكافحة الحيوية.
لقد وثقت دراسات مختلفة زيادة صحة وإنتاجية الأنواع النباتية المختلفة من خلال تطبيق البكتيريا الجذرية المعززة لنمو النبات في الظروف العادية والظروف المجهدة على حد سواء. قد تقلل البكتيريا الجذرية المفيدة للنبات من الاعتماد العالمي على المواد الكيمو زراعية الخطرة التي تزعزع استقرار النظم الإيكولوجية و الزراعية.
الفطريات الجذرية (Mycorrhiza) المعززة لنمو النبات
تصنيف الفطريات الجذرية(mycorrhiza)
6مجالات و6 طرق استخدام الفطريا ت الجذرية
في الواقع ، تعد البكتيريا الموجودة حول / في جذور النبات (البكتيريا الجذرية) أكثر تنوعًا في تحويل العناصر الغذائية وتعبئتها وإذابتها مقارنة بتلك الموجودة في التربة السائبة لذلك ، فإن البكتيريا الجذرية هي القوى المهيمنة على إعادة تدوير مغذيات التربة ، وبالتالي فهي ضرورية لخصوبة التربة . في الوقت الحالي ، تكتسب الأساليب البيولوجية لتحسين إنتاج المحاصيل مكانة قوية بين المهندسين الزراعيين وعلماء البيئة باتباع نظام متكامل لإدارة المغذيات النباتية.
### 🌍 2. **الأجناس الرئيسية لـ PGPR**
| الجنس | السمات البارزة |
| ---------------- | -------------------------------------------- |
| **Azospirillum** | تثبيت النيتروجين، إنتاج الهرمونات |
| **Pseudomonas** | نشاط مضاد للفطريات، إنتاج حامل الحديد |
| **Bacillus** | تكوين الأبواغ، قمع مسببات الأمراض |
| **الريزوبيوم** | التثبيت التكافلي للنيتروجين في البقوليات |
| **البوركهولدريا** | إذابة الفوسفات، مقاومة الأمراض |
--
### ⚙️ 3. **آليات تحفيز نمو النبات**
#### ✅ **الآليات المباشرة**
* **تثبيت النيتروجين**: تحويل النيتروجين الجوي إلى أشكال متاحة حيويًا.
* **إذابة الفوسفات**: تحويل الفوسفور غير القابل للذوبان إلى أشكال قابلة للذوبان لامتصاص النبات.
* **إنتاج الهرمونات النباتية**: وخاصةً حمض الإندول-3-أسيتيك (IAA)، والجبرلينات، والسيتوكينينات.
* **إنتاج حاملات الحديد**: يخلب الحديد، مما يجعله في متناول النباتات.
#### ✅ **الآليات غير المباشرة**
* **إنتاج المضادات الحيوية**: يثبط مسببات الأمراض التي تنتقل عبر التربة.
* **المقاومة الجهازية المُستحثة (ISR)**: تُحفز نظام الدفاع الداخلي للنبات.
* **المنافسة**: تتفوق على مسببات الأمراض في المنافسة على العناصر الغذائية ومساحة الجذور.
5 آليات مباشرة و 4 غير ماشرة لتعزيز نمو النبات
ماهي الآلية الرئيسية الغير المباشرة لتعزيز نمو النبات؟
🔬 4. **مقاومات PGPR وتحمل الإجهاد اللاحيوي**
* تساعد مكافحات PGPR النباتات على التكيف مع **الجفاف والملوحة والحرارة والمعادن الثقيلة** من خلال:
* تعزيز نشاط إنزيمات مضادات الأكسدة (مثل SOD وCAT).
* إنتاج إنزيم ACC دياميناز، مما يُقلل من إجهاد الإيثيلين.
* تعديل بنية الجذور لتحسين امتصاص الماء والمغذيات.
--
### 🚜 5. **التطبيقات في الزراعة**
* **الأسمدة الحيوية**: استبدال الأسمدة الكيماوية أو تقليل استخدامها.
* **المبيدات الحيوية**: تثبيط طبيعي للآفات/الأمراض.
* **عوامل تغليف البذور**: تحسين الإنبات والنمو المبكر.
* **معززات صحة التربة**: تحسين تنوع وبنية الميكروبيوم.
--
🧪 6. **التركيبات التجارية**
* **المعلقات السائلة، والمساحيق، والحبيبات**، أو معالجات البذور.
* تشمل المنتجات الشائعة القائمة على مثبطات PGPR ما يلي:
* *BioGro* (Azospirillum spp.)
* *RhizoVital* (Bacillus amyloliquefaciens)
* *HiStick* (Bradyrhizobium spp. للبقوليات)
---
🧠 7. **رؤى بحثية حصرية**
* **التسلسل الجيني للجيل التالي** مكّن من تحديد سلالات مثبطات PGPR المتميزة بدقة.
* بعض سلالات PGPR لها **فوائد مزدوجة**: تعزيز النمو + المعالجة الحيوية.
* تُستخدم **تقنية كريسبر-كاس والبيولوجيا التركيبية** لتصميم PGPR أكثر كفاءة.
* تكشف الدراسات عن **خصوصية النمط الجيني للسلالة والنبات**، مما يعني أن بعض البكتيريا تعمل بشكل أفضل مع محاصيل محددة.
--
### 🚧 8. **التحديات**
* أداء متفاوت في ظل ظروف الحقل (نوع التربة، المحصول، المناخ).
* مدة الصلاحية وقابلية البقاء في التركيبات التجارية.
* العقبات التنظيمية في تسجيل الأسمدة الحيوية.
--
### 🌱 9. **الآفاق المستقبلية**
* **اتحادات ميكروبية مخصصة** لمحاصيل ومناطق محددة.
* **هندسة الميكروبيوم** لتطوير زراعة مستدامة من الجيل التالي.
* **فحص PGPR المدعوم بالذكاء الاصطناعي** استنادًا إلى بيانات وصفية للنبات والتربة.
* التكامل مع استراتيجيات **الزراعة الذكية مناخيًا**.
✅ خلاصة عن البكتيريا المحفزة لنمو النباتات (PGPR)
البكتيريا المحفزة لنمو النباتات (PGPR) هي ميكروبات نافعة تعيش في منطقة الجذور (الرايزوسفير)، وتساهم في تحسين نمو النباتات بشكل مباشر وغير مباشر. تمتاز PGPR بقدرتها على تثبيت النيتروجين، إذابة الفوسفات، إنتاج الهرمونات النباتية، وتحفيز مقاومة النبات للأمراض والإجهادات البيئية.
تنتمي PGPR إلى أنواع مختلفة مثل Azospirillum، Pseudomonas، Bacillus، وRhizobium، وتستخدم في الزراعة الحيوية كبدائل طبيعية للأسمدة الكيميائية والمبيدات. يُعزى نجاحها إلى قدرتها على تعزيز امتصاص المغذيات، تحسين بنية الجذور، وتكوين مناعة ذاتية في النبات ضد الأمراض.
رغم التحديات البيئية والتباين في فعاليتها بين البيئات المختلفة، تُعد PGPR من أهم أدوات الزراعة المستدامة، خاصة مع التقدم في الهندسة الوراثية والذكاء الاصطناعي لاختيار السلالات الأكثر كفاءة وتوافقًا مع المحاصيل المحلية.
طالع أيضا:
8 تعاريف للبيوتكنولوجيا حسب الدول : تعرف عليها
10 أسس لتصنيف البيوتكنولوجيا : تعرف عليها
12 لونا للبيوتكنولوجيا : تعرف عليها
دور الشركات في تعزيزالتنوع البيولوجي وأثر ذلك على بيئة العمل وعلى الموظفين
للمزيد من المعلومات الإطلاع على كتاب
الرايزوسفير: إيكوبيولوجيا ،ميكروبيولوجيا وبيوتكنولوجيا
تأليف
The Rhizosphere: Ecobiology, Microbiology and Biotechnology
